Расчет заземлителей по допустимому сопротивлению растекания.

Проектирование заземляющего устройства заключается в подборе такой конструкции искусственного заземлителя, при которой выполнялись бы нормы на допустимое сопротивление при наименьших затратах на его сооружение. Порядок расчета следующий: выбирается конструкция сетки, длина, число вертикальных электродов и вычисляется сопротивление Rрасч по одной из формул предыдущего параграфа, которое должно быть не более допустимого Rрасч Rи.доп.

Допустимое сопротивление искусственной части заземлителя выбирается с учетом естественных заземлителей. Т.к. общая проводимость заземляющего устройства должна быть не менее допустимой по нормам:

1/Rдоп=1/Re+1/Rи.доп, отсюда Rи.доп=Rе*Rдоп/(Rе-Rдоп), где Rдоп – допустимое сопротивление всего заземляющего устройства по нормам (ГОСТ 12.1.030-81); Rе – сопротивление естественных заземлителей (берется по справочным данным с последующим уточнением и измерением после сооружения установки).

Выравнивание потенциалов.Основная задача этого способа электрозащиты – понизить напряжения прикосновения и шага до значений, не –опасных для человека. Задача решается применением относительно частых сеток и длинных вертикальных электродов. («Относительно» означает, что рассматриваемый размер d, l, b или др.) соотносятся с базовым размером по горизонтали (S – площадь заземлителя). Напр., относительная длина вертикального электрода l/ , относительная ширина ячейки сетки b/ ).

Распределение потенциалов и напряжений прикосновения представлено на рис 1 в поле редкой сетки, расположенной на поверхности земли (t=0), а на рис.2 – в поле частой сетки, уложенной на глубине (t=0,5 м), с приваренными к ней вертикальными электродами

б – сетка в плане; в – кривая напряжений прикосновения Uпр (Условные обозначения те же, что на рис.1.)

Из сравнения следует, что в поле заземлителя, приведенного на рис.2, кривые распределения потенциала и напряжений прикосновения более пологи, а напряжения прикосновения и шага много меньше, чем в поле заземлителя, приведенного на рис. 1. Теоретически напряжение прикосновения может отсутствовать, если потенциал поверхности грунта, где стоит человек, повысить до потенциала заземленного оборудования ( з). Тогда напряжение прикосновения будет стремиться к нулю: Uпр= - = - =0.

Это возможно в том случае, если человек стоит на заземлителе в виде сплошной пластины и касается корпуса эл.оборудования, соединенного с этой пластиной (на рис. кривая 2 при b 0)

Для выравнивания потенциалов предварительно на заданной площади намечают конструкцию сетки, ширину ее ячеек с учетом зон обслуживания, длину и число вертикальных электродов.

В ПУЭ рекомендуется прокдадывать: продольные полосы сетки – вдоль осей эл.оборудования на расстояниях 0,8- 1,0 м от фундаментов и на глубине 0,5-0,7 м; поперечные полосы – в удобных местах между оборудованием на расстояниях между ними, увеличивающихся от периферии к центру. Первое от периферии и последующие расстояния рекомендуется принимать не более 4; 5; 6; 7,5; 9; 11; 13,5; 16; 20 м соответственно. Напряжение прикосновения вычисляют с помощью коэффициента напряжения прикосновения:

=(b/ ) *[(lg -lg -1)/( lg -lg +0,4)]*[1-0,35lg(8,5 l/a)lg(64* l/ )]

где S – площадь заземлителя, b – ширина ячейки сетки l – длина каждого из вертикальных электродов; а – расстояние между электродами d – диаметр проводников; t – глубина заложения сетки в землю (грунт – однородный).

Наибольшие коэффициенты напряжения прикосновения в заземляющих сетках и сетках с верт. электродами в однородном грунте при глубине заложения сетки в землю 0,5 м и диаметре проводников d=0,5*10 * приведены в таблице

Таблица. Коэффициенты напряжения прикосновения

Относительная длина верти-кального элек-трода t/	Относи-тельное расстояние между элек тродами a/l	Относительная ширина ячейки сетки b/ (S – площадь сетки)
0,25	0,125	0,1	0,06	0,03	0,03
	-	0,24	0,19	0,18	0,14	0,10	0,07
0,1		0,21 0,19	0,18 0,17	0,16 0,15	0,13 0,12	0,085 0,070	0,055 0,045
0,2	0,5	0,20 0,18 0,16	0,175 0,15 0,13	0,14 0,13 0,12	0,112 0,10 0,085	0,054 0,046 0,042	0,035 0,030 0,025
0,4	0,5	0,16 0,13	0,12 0,10	0,11 0,09	0,08 0,07	0,038 0,032	0,022 0,018

Значения коэффициента при неоднородных грунтах находят в таблицах или из расчетных кривых, которые должны быть составлены для каждой местности в зависимости от электрических характеристик ее грунтов.